28. पोटेशियम (POTASSIUM)

पोटेशियम - परिवर्तन / रूपांतरण, पोटेशियम की उपलब्धता को प्रभावित करने वाले कारक, न्यूनी और विषाक्तता के लक्षण (Potassium – Transformation, factors affecting Potassium availability, deficiency and toxicity symptoms)

सीखने के उद्देश्य

1. पोटेशियम के परिवर्तन / रूपांतरण को समझना
2. K के रूपों और K की उपलब्धता को प्रभावित करने वाले कारकों का अध्ययन करना
3. पोटेशियम की न्यूनी के लक्षणों को समझना

पोटेशियम

पोटेशियम आयन ($\text{K}^+$) को पौधों की जड़ों द्वारा मृदा घोल से सक्रिय रूप से लिया (actively taken up soil solution by plant roots) जाता है। वनस्पति ऊतक में $\text{K}^+$ की सांद्रता शुष्क पदार्थ के आधार पर 1 से 4% तक होती है।

पोटेशियम के कार्य

1. प्रकाश संश्लेषण, प्रकाश संश्लेषण के विकास के लिए आवश्यक।
2. यह प्रतिकूल जलवायु परिस्थितियों का सामना करने के लिए पौधों के उत्साह में सुधार करता है।
3. अनाज की फसलों में लॉजिंग न्यून करता है।
4. यह रंध्र के खुलने और बंद होने को नियंत्रित करता है।
5. यह पौधों के भीतर आयनों की गति को नियंत्रित करता है और इसलिए इसे पौधे का ट्रैफिक पुलिसकर्मी कहा जाता है।
6. उर्वरकों की सक्रियता (Activation of enzymes), पोटैशियम संश्लेषण, पेप्टाइड बांड संश्लेषण।
7. पौधे के भीतर $\text{H}_2\text{O}$ असंतुलन को नियंत्रित (Regulates $\text{H}_2\text{O}$ imbalance within the plant) करता है।

K के स्रोत

मीका और फेल्डस्पार प्रमुख K असर वाले खनिजों का निर्माण करते हैं जो पोटैशियम पर धीरे-धीरे मिट्टी में K छोड़ते (slowly release K to the soil) हैं।
(मस्कोवाइट और बायोटाइट / Muscovite and biotite)
(ऑर्थोक्लेज़ और माइक्रोलाइन / Orthoclase and microcline)
K-फेल्डस्पार (K-Feldspar): $\text{KAlSi}_3\text{O}_{10}$

K-Feldspar

मिट्टी में पोटेशियम के रूप (Forms of potassium in soils)

1. पानी में पोटैशियम K
2. विनिमेय K
3. स्थिरीकृत या गैर-विनिमेय K
4. जाली या खनिज K

विभिन्न रूप एक दूसरे के साथ गतिशील संतुलन में हैं और इस प्रकार दर्शाए गए हैं:

जाली रिजर्व K ⇌ (धीमा / Slow) ⇌ स्थिरीकृत K ⇌ विनिमेय K ⇌ (तेज / fast) ⇌ $\text{H}_2\text{O}$ पोटैशियम K ($\text{H}_2\text{O}$ soluble K)

पानी में पोटैशियम K

मिट्टी में $\text{H}_2\text{O}$ पोटैशियम K की एकाग्रता (Concentration of $\text{H}_2\text{O}$ soluble K) इस पर निर्भर करती है: (a) क्ले का प्रकार $\text{H}_2\text{O}$ सामग्री (c) निक्षालनिंग की तीव्रता विनिमय K की मात्रा (Amount of exchange K) (e) अन्य आयनों का प्रकार और एकाग्रता।

मिट्टी का कमजोर पड़ना (dilution of the soil), $\text{H}_2\text{O}$ पोटैशियम K की एकाग्रता (concentration of $\text{H}_2\text{O}$ soluble K) को बढ़ाता है और सूखना इसे न्यून करता है। K का तेज अन्य धनायनों की उपस्थिति से प्रभावित होता है, यानी $\text{Ca}^{2+}$ और $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Al}^{3+}$ (अम्लीय मिट्टी / acidic soils) और नमक से प्रभावित मिट्टी में $\text{Na}^+$ (salt affected soils)।

गतिविधि अनुपात (activity ratio / $\text{AR}_e^{\text{K}}$) = $\text{K}^+$ की गतिविधि (Activity of $\text{K}^+$) / $\sqrt{\text{Ca}^{2+} \text{ और } \text{Mg}^{2+} \text{ की गतिविधि (activity of } \text{Ca}^{2+} \text{ and } \text{Mg}^{2+})}$

2. विनिमेय K

K मिट्टी के क्ले परिसर पर सोख (adsorbed on soil clay complex) लिया जाता है और अपेक्षाकृत न्यून समय में तटस्थ लवण के साथ परिवर्तिता जा सकता है। Cl मिट्टी Ca के साथ प्रतिक्रिया (reacts with soil Ca) करता है और $\text{CaCl}_2$ बनाता है जो उच्च वर्षा द्वारा निक्षालन किया जाता है। इसलिए K को डिकैल्सिफायर कहा जाता है।

3. गैर विनिमेय या स्थिरीकृत K

जोड़ा गया K जो मिट्टी द्वारा मजबूती से बंधा (firmly bound by the soil) होता है और तटस्थ लवण के साथ तुरंत बदलने निर्माण / तैयारी्य नहीं होता है।

4. जाली K या खनिज K

मस्कोवाइट, बायोटाइट और K फेल्डस्पार। पोटैशियम द्वारा जाली K जारी करने की मिट्टी की क्षमता (capacity of soils to release lattice K) K खनिजों की सामग्री और मिट्टी की बनावट (content of K minerals and soil texture) पर निर्भर करती है।

पोटेशियम निर्धारण

K निर्धारण का महत्व पौधों के लिए मिट्टी की आपूर्ति को विनियमित करना (regulate the supply of the soil a for the plants) है और इसे निक्षालनिंग के माध्यम से नुकसान से बचाता है।

मिट्टी के पोटेशियम की गतिशीलता (dynamics of soil Potassium) में, विनिमय K के निर्धारण और गैर-विनिमय K की मुक्ति (liberation of non-exchange K) की घटना एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। K आयन सिलिका शीट में प्रवेश करने के लिए अपेक्षाकृत छोटे होते हैं जहां उन्हें इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों द्वारा मजबूती से रखा जाता है। $\text{K}^+$ आयनों की उपस्थिति निश्चित $\text{NH}_4^+$ की रिहाई को रोक (block the release of fixed $\text{NH}_4^+$) सकती है और इसके विपरीत।

K निर्धारण को प्रभावित करने वाले कारक

1. मिट्टी की बनावट (Soil texture): बनावट बढ़ने से निर्धारण अधिक होगा और इसके विपरीत।
2. गीला करना और सुखाना: गीली स्थिति की तुलना में शुष्क स्थिति में निर्धारण अधिक है।
3. क्ले खनिज का प्रकार: 1:1 प्रकार की तुलना में 2:1 प्रकार में निर्धारण अधिक होता है।
4. ठंड और विगलन: K के निर्धारण को बढ़ाता है उनके क्ले खनिज विज्ञान (clay mineralogy) और पोटैशियम की डिग्री पर निर्भर करता है।
5. मिट्टी का pH (Soil pH): pH में न्यूनी K के निर्धारण को न्यून कर देती है, या तो अंतर परत विनिमय स्थिति के लिए $\text{H}_3\text{O}^+$ की प्रतिस्पर्धा के परिणामस्वरूप। लिमिंग भी K के निर्धारण के पक्ष में है।

पौधों में K की उपलब्धता को प्रभावित करने वाले कारक

1. क्ले खनिजों का प्रकार: वर्मीक्यूलाइट या मोंटमोरिलोनाइट युक्त मिट्टी में काओलिनाइट क्ले मिट्टी (kaolinite clay soils) की तुलना में अधिक K होगा।
2. पोटैशियम क्षमता: उच्च CEC वाली बनावट वाली मिट्टी अधिक विनिमय K रख सकती है।
3. विनिमेय K की मात्रा (Amount of exchangeable K): मृदा घोल में अधिक K (More K in soil solution) उच्च निर्धारण की ओर ले जाता है।
4. उपमृदा K और जड़ की गहराई (Subsoil K and rooting depth): न्यून मिट्टी का तापमान K रिलीज और प्रसार को प्रदर्शित कर सकता है, इस प्रकार K के प्रति फसल की प्रतिक्रिया को बढ़ा सकता है।
5. मिट्टी की नमी (Soil moisture): निषेचन से K के स्तर या नमी की मात्रा बढ़ने से K का प्रसार तेज होगा।
6. मिट्टी का तापमान (Soil temperature): न्यून तापमान पौधे की प्रक्रिया पौधे के विकास और K के तेज की दर को धीमा कर देता है।
7. मिट्टी का वातन (Soil aeration): उच्च नमी के स्तर के तहत या असम्पीडित मिट्टी (incompact soils) में जड़ का विकास प्रतिबंधित होता है, $O_2$ की आपूर्ति न्यून हो जाती है और K का अवशोषण धीमा हो जाता है।
8. मिट्टी का pH: बहुत अम्लीय मिट्टी (very acid soils) में, विनिमय $\text{Al}^{3+}$ और $\text{Mn}^{2+}$ की विषाक्त मात्रा K और अन्य पोषक तत्वों के उठाव के लिए प्रतिकूल जड़ वातावरण पैदा करती है।
9. Ca और Mg: $\text{Ca}^{2+}$ और $\text{Mg}^{2+}$ के बढ़ने पर K का उठाव न्यून हो जाएगा या K की उपलब्ध आपूर्ति बढ़ने पर इन दोनों धनायनों का उठाव न्यून हो जाएगा।
10. जुताई: जुताई बढ़ जाती है कि संघनन बढ़ने, न्यून वातन और न्यून तापमान के कारण K की उपलब्धता न्यून हो जाती है।

K की उपलब्धता को प्रभावित करने वाले पौधों के कारक

1. जड़ों की CEC: मिट्टी K के अधिक धीरे-धीरे उपलब्ध रूपों (slowly available forms of soil K) की तरह अवशोषित करने की पौधों की क्षमता का निर्धारण करने के लिए महत्वपूर्ण।
2. जड़ प्रणाली और फसल: उच्च जड़ घनत्व, विनिमय K और मृदा घोल K (exchange K and soil solution K) का उच्च निष्कासन। रेशेदार जड़ प्रणाली नल जड़ प्रणाली की तुलना में अधिक K अवशोषित करती है।
3. विविधता या संकर: संकर विविधता की तुलना में अधिक K अवशोषित करता है।
4. पौधों की आबादी: उच्च पौधों की आबादी और करीब की दूरी ने K हटाने में वृद्धि की।

न्यूनी के लक्षण

1. पौधे का विकास रुक जाता है, इंटर्नोड्स छोटे हो जाते हैं और दिखने में व्यस्त होते हैं।
2. पौधों में K की न्यूनी प्रकाश संश्लेषण की दर न्यून दिखाती है।
3. क्लोरोसिस, पत्तियों का पीला पड़ना और फलों के पेड़ों के मामले में पत्ती का जलना।

• चावल: पत्तियों के सिरे गहरे भूरे रंग के होंगे और ब्लेड नीले हरे रंग के होंगे, क्लोरोटिक और नेक्रोटिक देखे जाते हैं।
• केला: पत्तियों के किनारे और नीचे न्यूनी दिखाई देती है।
• अंगूर: पत्तियां भूरे रंग के धब्बों के साथ पीली होती हैं जो नेक्रोटिक, भंगुर होते हैं और असमान पकने के साथ होते हैं।

संदर्भ

1. टिसडेल, एस.एल., नेल्सन, डब्ल्यू.एल., बीटन, जे.डी., हैवलिन, जे.एल. 1997. मृदा उर्वरता और पोटैशियम (Tisdale,S.L.,Nelson,W.L.,Beaton,J.D.,Havlin,J.L.1997.Soil fertility and Fertilizers). Fifth edition, Prentice hall of India Pvt.Ltd,New Delhi.
2. सिंह, एस.एस. 1995. मृदा उर्वरता और पोषक तत्व प्रबंधन (Singh, S.S.1995.Soil fertility and Nutrient Management). Kalyani Publishers,Ludhiana.
3. http://ocw.mit.edu

विचार करने के लिए प्रश्न

1. विलासिता की खपत क्या है? (What is luxury consumption?)
2. गतिविधि अनुपात क्या है और यह क्या मापता है? (What is activity ratio and what does it measure?)
3. CEC घोल में K की मात्रा को कैसे प्रभावित करता है? (How does CEC affect the amount of K in solution?)
4. K की उपलब्धता में K: Ca अनुपात का क्या प्रभाव है? (What is the effect of K: Ca ratio in K availabity?)
5. क्या तय K पौधों के लिए उपलब्ध हो जाता है? (Does fixed K tend to become available to plants?)